CN114477494B - 一种脱气及轻重油分级处理的酚氨废水处理装置和工艺 - Google Patents

一种脱气及轻重油分级处理的酚氨废水处理装置和工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种脱气及轻重油分级处理的酚氨废水处理装置和工艺，所述装置包括油气水三相分离器、组合介质聚结器和组合纤维聚结器，所述油气水三相分离器内依次设有旋流芯管模块、沉降模块、轻油收集模块和挡流板；所述组合介质聚结器内从上至下依次设有液体分布器，液体整流器和异性介质聚结过滤模块；所述组合纤维聚结器内依次设有进口分布器、一级强化聚结模块、强化沉降模块和二级强化聚结模块。经本工艺处理后的酚氨废水脱气效率大于99％，水相中油含量低于200mg/L，颗粒悬浮物含量低于40mg/L，并且对50μm以上固体悬浮物可实现100％去除，所述装置占地面积小、处理精度高，亦可广泛应用于石油化工、煤化工等行业含油/含浊生产废水的除油及澄清。

Description

一种脱气及轻重油分级处理的酚氨废水处理装置和工艺
技术领域
本发明属于煤化工和环保中的废水处理技术领域，具体涉及一种脱气及轻重油分级处理的酚氨废水处理装置和工艺。
背景技术
在煤化工生产过程中通常会产生大量废水，其特征在于水量大、水质复杂。根据现有工艺，转化1t煤通常会产生0.8～1.1t的酚氨废水。这些废水中往往含有大量的有毒和难降解的酚类化合物、油、氨氮及大量颗粒悬浮物。由于废水中所含的油具有巨大的再利用价值，而颗粒悬浮物的存在则会对下游酚氨废水的深度处理造成影响，因此需要回收酚氨废水中的乳化油并除去颗粒悬浮物。当前对于酚氨废水中乳化油滴及颗粒悬浮物的常规处理方法包括化学沉淀、生物絮凝、膜过滤等，但这些方法普遍存在工艺和设备成本高、效率低、操作复杂、后续处理困难等问题。
发明申请CN110540329A中公开了一种酚氨废水处理方法和系统，其中对于油相、固相的去除采用传统的撇油池，利用重力沉降方式进行沉降处理，但是这种处理方式的处理时间长，且需要较大的处理空间。实用新型CN204891292U中公开了一种酚水中轻重油分离器，主要采用自然沉降及加热蒸发方式实现对酚水的浓缩及轻重油分离，这种方式存在耗能较高，对乳化态的油水混合液分离效果不明显等缺陷。
因此急需开发一种可以高效处理酚氨废水中所含的乳化油及颗粒悬浮物的装置和工艺方法。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供一种脱气及轻重油分级处理的酚氨废水处理装置和工艺，高效实现酚氨废水中的油相、固相、气相以及水相的协同分离。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种脱气及轻重油分级处理的酚氨废水处理装置，所述酚氨废水处理装置包括油气水三相分离器、组合介质聚结器和组合纤维聚结器，其中：
所述油气水三相分离器的一端设有酚氨废水进口，顶部设有轻油相出口和气相出口，底部依次设有固相出口、重油相出口和水相出口，内部依次设有旋流芯管模块、沉降模块、轻油收集模块和挡流板；
所述组合介质聚结器上设有介质聚结器进水口，通过沉降罐与所述水相出口相连，顶部设有介质聚结器轻油相出口，下部设有介质聚结器出水口，底部设有介质聚结器重油相出口，内部从上至下依次设有液体分布器，液体整流器和异性介质聚结过滤模块；
所述组合纤维聚结器的一端设有纤维聚结器进水口，与所述介质聚结器出水口相连，另一端设有纤维聚结器出水口，顶部设有纤维聚结器轻油相出口，底部设有纤维聚结器重油相出口，内部从所述纤维聚结器进水口的一端起，依次设有进口分布器、一级强化聚结模块、强化沉降模块和二级强化聚结模块。
本发明进一步设置为，所述重油相出口连接一离心机，用于分离重油相中的颗粒物；所述气相出口连接一喷淋罐，用于洗涤去除气相中的SOx。
本发明进一步设置为，所述旋流芯管模块包括数根旋流芯管，所述旋流芯管包括一根旋流主管和数根围绕所述旋流主管周向布置的旋流支管，所述旋流主管与所述旋流支管间设置连通管；所述旋流主管的底端设有旋流芯管入口，所述旋流芯管入口设置螺旋状造旋器；所述旋流主管的直径为D2，10mm≤D2≤100mm，高度为H5，200mm≤H5≤800mm；所述旋流支管的直径为D3，高度为H4，1/4H5≤H4≤4/5H5。
本发明进一步设置为，所述油气水三相分离器的切向长度为L，直径为D；所述沉降模块位于所述固相出口的下游位置，由多块平行叠加设置的波纹板或平板组成，所述波纹板或平板与水平方向的夹角α为30°～60°，所述沉降模块的长度为L1，1/8L≤L1≤1/4L，高度为H1，1/5D≤H1≤4/5D；所述轻油收集模块上部设置一收油槽，所述收油槽的进油口与所述油气水三相分离器的顶部的距离为H3，1/15D≤H3≤1/10D，所述轻油收集模块的高度为H2，2/5D≤H2≤4/5D，长度为L2，1/10L≤L2≤1/8L。
本发明进一步设置为，所述异性介质聚结过滤模块包括两级或两级以上由不同形貌或亲疏水性介质填充的介质聚结床层，所述介质聚结床层之间的堆叠方式为互不接触式模块化堆叠或直接接触式堆叠；所述介质聚结床层中填充的介质包括颗粒类介质和纤维类介质，其中颗粒类介质为粒径为0.2～5mm的球形或异形颗粒，纤维类介质为直径为50～300μm的纤维丝；所述介质聚结床层的填充高度为0.5～2m，填充密度为30％～90％。
本发明进一步设置为，所述一级强化聚结模块和二级强化聚结模块为亲油疏水纤维和亲水疏油纤维以2:3～1:7的比例编织而成；所述一级强化聚结模块的体积比表面积为7000～15000m2/m3，空隙率为0.75～0.85，模块深度为200～600mm；所述二级强化聚结模块的体积比表面积为20000～24000m2/m3，空隙率为0.69～0.71，模块深度为200～600mm。
本发明还提供了一种脱气及轻重油分级处理的酚氨废水处理工艺，所述处理工艺采用所述的酚氨废水处理装置，包括以下步骤：
(1)待处理的酚氨废水进入所述油气水三相分离器中，经所述旋流芯管模块旋流，在离心力的作用下实现轻重相分离，并通过所述沉降模块沉降后，实现酚氨废水中气相、轻油相、重油相和固相的分离，分离后的水相进入所述沉降罐沉降后通入所述组合介质聚结器中；
(2)进入所述组合介质聚结器的水相经所述异性介质聚结过滤模块除悬、聚结后轻油相、重油相分别上浮、下沉排出，水相通入所述组合纤维聚结器；
(3)进入所述组合纤维聚结器的水相经所述一级强化聚结模块、强化沉降模块和二级强化聚结模块深度除油后轻油相、重油相分别上浮、下沉排出，水相排放或输送至其他工序。
本发明进一步设置为，所述油气水三相分离器中的截面流速为0.0005～0.1m/s；所述旋流芯管模块根据实际处理量，将所述旋流芯管并联，每根旋流芯管的处理量为1-8m3/h。
本发明进一步设置为，所述组合介质聚结器的异性介质聚结过滤模块下方设置反洗装置，所述反洗装置包括反洗气进口、反洗水进口和与所述反洗水进口连通的反洗水分布器；当所述异性介质聚结过滤模块两端的压降大于0.05Mpa时，所述反洗气进口连通外接氮气，截面流速为0.005～0.03m/s，所述反洗水进口连通所述组合纤维聚结器的纤维聚结器出水口，截面流速为0.005～0.02m/s，反洗时间为5-30min。
本发明进一步设置为，所述组合纤维聚结器的纤维聚结器轻油相出口包括一级轻油包和二级轻油包，所述纤维聚结器重油相出口包括一级重油包和二级重油包，当所述组合纤维聚结器的进水中油含量大于5000mg/L时，同时开启两级油包进行排油，当进口油含量小于5000mg/L时，则只开启所述二级轻油包和二级重油包进行排油。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供的一种脱气及轻重油分级处理的酚氨废水处理工艺和装置，可高效实现酚氨废水中的油相、固相、气相以及水相的协同分离，其中油气水三相分离器可对酚氨废水中的油相、固相、气相以及水相进行初步快速的协同分离，同时针对酚氨废水中难以去除的小粒径的乳化态油滴以及悬浮颗粒物采用组合介质聚结器结合组合纤维聚结器的方式予以深度去除，在保证出水水质达标的情况下相较于传统的酚氨废水处理方式处理时间缩短50％以上，相较于传统的撇油池处理工艺，节约占地面积60％以上。
(2)经过本发明的工艺和装置处理后的酚氨废水的脱气效率大于99％，出口净化水中油含量通常可低于200mg/L，最低可低于100mg/L；净化水中悬浮物浓度通常低于40mg/L，最低可低于5mg/L，对50μm以上的固体悬浮物颗粒可实现100％去除；出口轻油相中水含量通常可低于150mg/L，最低可低于50mg/L；重油相中水含量通常可低于200mg/L，最低可低于80mg/L。
(3)在高效处理的同时实现工业化应用在线反洗等功能，处理后的酚氨废水可满足后续苯酚回收阶段对水中含油量及悬浮颗粒物的指标要求。
附图说明
图1为本发明的脱气及轻重油分级处理的酚氨废水处理工艺流程图；
图2为本发明的脱气及轻重油分级处理的酚氨废水处理工艺模块图；
图3-1为本发明的油气水三相分离器的结构示意图；
图3-2为本发明的油气水三相分离器的结构示意图(标注尺寸)；
图4-1为本发明的旋流芯管的正视图；
图4-2为本发明的旋流芯管的俯视图；
图5-1为本发明的组合介质聚结器(互不接触式模块化堆叠)结构示意图；
图5-2为本发明的组合介质聚结器(直接接触式堆叠)结构示意图；
图6为本发明的组合纤维聚结器结构示意图；
图7为本发明的组合介质聚结器反洗流程图；
其中，1-油气水三相分离器、2-离心机、3-沉降罐、4-喷淋罐、5-组合介质聚结器、6-组合纤维聚结器、1-1酚氨废水进口、1-2轻油相出口、1-3气相出口、1-4固相出口、1-5重油相出口、1-6水相出口、1-7旋流芯管模块、1-7-1旋流芯管、1-7-2旋流主管、1-7-3旋流支管、1-7-4连通管、1-7-5旋流芯管入口、1-7-6螺旋状造旋器、1-8沉降模块、1-9轻油收集模块、1-9-1收油槽、1-10挡流板、1-11丝网除沫器、1-12液位计、3-1沉降罐进水口、3-2沉降罐气相出口、3-3沉降罐水相出口、3-4沉降罐重油相出口、4-1喷淋罐气相出口、4-2淋洗液进口、4-3喷淋罐气相进口、4-4淋洗液出口、5-1介质聚结器进水口、5-2介质聚结器轻油相出口、5-3介质聚结器出水口、5-4介质聚结器重油相出口、5-5液体分布器、5-6液体整流器、5-7异性介质聚结过滤模块、5-7-1一级介质聚结床层、5-7-2二级介质聚结床层、5-8反洗气进口、5-9反洗水进口、5-10反洗水分布器、5-11床层支架、5-12介质聚结器排气口、6-1纤维聚结器进水口、6-2纤维聚结器出水口、6-3纤维聚结器轻油相出口、6-3-1一级轻油包、6-3-2二级轻油包、6-4纤维聚结器重油相出口、6-4-1一级重油包、6-4-2二级重油包、6-5进口分布器、6-6一级强化聚结模块、6-7强化沉降模块、6-8二级强化聚结模块。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。应理解，以下实施例仅用于对本发明作进一步说明，不应理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
本发明提供一种脱气及轻重油分级处理的酚氨废水处理装置，如图1和图2所示，所述酚氨废水处理装置包括油气水三相分离器1、离心机2、沉降罐3、喷淋罐4、组合介质聚结器5和组合纤维聚结器6，其中：
所述油气水三相分离器1为卧式分离器，用于对酚氨废水中的油相、固相、气相以及水相预分离，所述油气水三相分离器1的一端设有酚氨废水进口1-1，顶部设有轻油相出口1-2和气相出口1-3，底部依次设有固相出口1-4、重油相出口1-5和水相出口1-6；所述离心机2的进口与所述油气水三相分离器1的重油相出口1-5相连，用于分离重油相中的颗粒物，离心后的液相作为重油相排出，固相作为污泥排出；
所述沉降罐3用于沉降来自所述油气水三相分离器1预处理后的水相和所述喷淋罐4喷淋后的淋洗液，所述沉降罐3上设有沉降罐进水口3-1，顶部设有沉降罐气相出口3-2，下部设有沉降罐水相出口3-3，底部设有沉降罐重油相出口3-4；所述喷淋罐4用于喷淋洗涤去除气相中的SOX，顶部设有喷淋罐气相出口4-1，上部设有淋洗液进口4-2，下部设有喷淋罐气相进口4-3，底部设有淋洗液出口4-4；其中，所述沉降罐进水口3-1与所述油气水三相分离器1的水相出口1-6和所述淋洗液出口4-4相连，所述喷淋罐气相进口4-3与所述油气水三相分离器1的气相出口1-3均和所述沉降罐气相出口3-2相连；
所述组合介质聚结器5上设有介质聚结器进水口5-1，与所述沉降罐水相出口3-3通过离心泵7相连，所述组合介质聚结器5的顶部设有介质聚结器轻油相出口5-2，下部设有介质聚结器出水口5-3，底部设有介质聚结器重油相出口5-4，所述组合介质聚结器5可根据酚氨废水的实际处理量及实际水质状况多个串并联使用；
所述组合纤维聚结器6的一端设有纤维聚结器进水口6-1，与所述介质聚结器出水口5-3相连，所述组合纤维聚结器6的另一端设有纤维聚结器出水口6-2，顶部设有纤维聚结器轻油相出口6-3，底部设有纤维聚结器重油相出口6-4。
如图3-1和3-2所示，所述油气水三相分离器1的切向长度为L，直径为D，所述油气水三相分离器1内从所述酚氨废水进口1-1一端起，依次设有旋流芯管模块1-7、沉降模块1-8、轻油收集模块1-9和挡流板1-10。
其中，所述旋流芯管模块1-7包括数根旋流芯管1-7-1，所述旋流芯管1-7-1可以选自CN202011283927.2一种自适应多相一体化分离装置和方法中的一体化分离芯管；如图4-1和图4-2所示，每根旋流芯管1-7-1包括一根旋流主管1-7-2和数根围绕所述旋流主管1-7-2周围周向布置的旋流支管1-7-3，所述旋流支管1-7-3的数量n≥3，所述旋流主管1-7-2与所述旋流支管1-7-3间设置连通管1-7-4；所述旋流主管1-7-2的底端设有旋流芯管入口1-7-5，与所述油气水三相分离器1的酚氨废水进口1-1连通，所述旋流芯管入口1-7-5设置螺旋状造旋器1-7-6，用于将酚氨废水以旋流的方式进入所述旋流主管1-7-2内在离心力的作用下对固液气三相分离；所述连通管1-7-4与所述旋流主管1-7-2和旋流支管1-7-3相切设置，且所述旋流支管1-7-3切向进口方向与所述螺旋状造旋器1-7-6的旋向相同，均采用正旋或反旋，使得经过所述旋流主管1-7-2旋流后的酚氨废水进入所述旋流支管1-7-3进行二次旋流，进一步分离；经过旋流，酚氨废水携带的气体和轻油相从所述旋流主管1-7-2与旋流支管1-7-3的顶部排出并聚集上浮，重油相和固体颗粒从所述旋流主管1-7-2与旋流支管1-7-3的底部排出并下沉；下沉的固体颗粒从所述油气水三相分离器1的固相出口1-4排出。
进一步的，所述旋流主管1-7-2的直径为D2，10mm≤D2≤100mm，高度为H5，200mm≤H5≤800mm；所述旋流支管1-7-3的直径为D3，高度为H4，1/4H5≤H4≤4/5H5。
所述沉降模块1-8由多块平行叠加设置的波纹板或平板组成，且沿着所述油气水三相分离器1内水流方向倾斜，所述波纹板或平板与水平方向的夹角α为30°～60°，所述沉降模块1-8位于所述固相出口1-4的下游位置，使得经所述沉降模块1-8的酚氨废水中的固体颗粒沉降于所述沉降模块1-8前方，并通过所述固相出口1-4排出，轻、重油分别上浮至水相上层及下沉至水相下层。
进一步的，所述沉降模块1-8的长度为L1，1/8L≤L1≤1/4L，高度为H1，1/5D≤H1≤4/5D。
所述轻油收集模块1-9与所述轻油相出口1-2连通，上部设置一收油槽1-9-1，经所述旋流芯管模块1-7和沉降模块1-8处理后，轻相油上浮后形成一定厚度的轻油相层，排入所述收油槽1-9-1内，并收集于所述轻油收集模块1-9中，通过所述轻油相出口1-2排出。
进一步的，所述收油槽1-9-1的进油口与所述油气水三相分离器1的顶部的距离为H3，1/15D≤H3≤1/10D；所述轻油收集模块1-9的高度为H2，2/5D≤H2≤4/5D，长度为L2，1/10L≤L2≤1/8L。
所述挡流板1-10设置于所述重油相出口1-5和所述水相出口1-6之间，用于分离所述酚氨废水中的重油相，重油相下沉后从所述重油相出口1-5排出，水相位于所述重油相的上层，通过所述挡流板1-10后从所述水相出口1-6排出。
进一步的，所述气相出口1-3的下端设置丝网除沫器1-11，酚氨废水中的气相经所述旋流芯管模块1-7处理后上浮，从所述气相出口1-3排出，所述丝网除沫器1-11可以将气体携带的液体去除，保持气体的干燥性。
进一步的，所述油气水三相分离器1内安装液位计1-12，用于监测分离器内轻油相和水相间的液位变化，方便轻油相的排放，避免水相经所述收油槽1-9-1进入所述轻油收集模块1-9中。
如图5-1和图5-2所示，所述组合介质聚结器5内从上至下依次设有液体分布器5-5，液体整流器5-6和异性介质聚结过滤模块5-7，所述异性介质聚结过滤模块5-7位于所述介质聚结器出水口5-3的上方；其中所述液体分布器5-5为分布盘结构，与所述介质聚结器进水口5-1连通，用于均匀分配来自所述沉降罐3的进液；所述液体整流器5-6与所述组合介质聚结器5的内壁沿周向相连，为均匀设有圆形孔或方形孔的圆盘结构，用于平衡所述组合介质聚结器5内进液的流动状态；所述异性介质聚结过滤模块5-7包括两级或两级以上由不同形貌或亲疏水性介质填充的介质聚结床层，用于对来自所述沉降罐3进液中的乳化油滴进行捕获聚结并上浮或下沉，且将固体悬浮物截留于床层表面，图5-1和5-2所示的异性介质聚结过滤模块5-7均包括一级介质聚结床层5-7-1和二级介质聚结床层5-7-2，所述介质聚结床层均为单一尺寸或分别由不同尺寸介质填充，所述介质聚结床层中填充的介质包括颗粒类介质和纤维类介质，其中颗粒类介质为粒径为0.2～5mm的球形或异形颗粒，纤维类介质为直径为50～300μm的纤维丝；所述介质聚结床层中填充的介质材料包括但不限于聚四氟乙烯(PTFE)，聚丙烯(PP)，不锈钢等；经所述组合介质聚结器5处理后的酚氨废水，轻油相上浮由所述介质聚结器轻油相出口5-2排出，水相通过所述异性介质聚结过滤模块5-7后从所述介质聚结器出水口5-3排出，重油相从所述介质聚结器重油相出口5-4排出。
进一步的，所述异性介质聚结过滤模块5-7下方设置反洗装置，用于释放所述介质聚结床层中拦截积累的颗粒悬浮物，所述反洗装置包括反洗气进口5-8、反洗水进口5-9和与所述反洗水进口5-9连通的反洗水分布器5-10，用于反洗时将反洗水的进液更加均匀。
进一步的，所述异性介质聚结过滤模块5-7放置于床层支架5-11上，每级介质聚结床层之间的堆叠方式可采用互不接触式模块化堆叠(图5-1)和直接接触式堆叠(图5-2)；所述互不接触式模块化堆叠的方式将每级介质聚结床层内的填充介质以模块化填充，若所述异性介质聚结过滤模块5-7中局部颗粒堵塞严重，可更换其中任一级介质聚结床层，操作灵活方便。
进一步的，所述异性介质聚结过滤模块5-7中每级介质聚结床层的填充高度为0.5～2m，填充密度为30％～90％。
进一步的，所述组合介质聚结器5的顶部设有介质聚结器排气口5-12，供所述组合介质聚结器5中进液携带少量气体时排放。
如图6所示，所述组合纤维聚结器6为卧式分离器，所述组合纤维聚结器6内从所述纤维聚结器进水口6-1的一端起，依次设有进口分布器6-5、一级强化聚结模块6-6、强化沉降模块6-7和二级强化聚结模块6-8；其中，所述进口分布器6-5用于均匀分配来自所述组合介质聚结器5的进液；所述一级强化聚结模块6-6和二级强化聚结模块6-8为亲油疏水纤维和亲水疏油纤维编织而成，具体的，可采用CN103952852B中一种适用于油水深度分离的Ω型纤维编织方法或CN103952853B中一种适用于油水分离的X型纤维编织方法；所述亲油疏水纤维和亲水疏油纤维的比例为2:3～1:7，其中亲油疏水纤维的材料包括但不限于四氟乙烯(PTFE)，聚丙烯(PP)，亲水疏油纤维包括但不限于不锈钢；所述一级强化聚结模块6-6的体积比表面积为7000～15000m2/m3，空隙率为0.75～0.85，模块深度为200～600mm；所述二级强化聚结模块6-8的体积比表面积为20000～24000m2/m3，空隙率为0.69～0.71，模块深度为200～600mm；所述强化沉降模块6-7由亲油性的波纹板平行叠加而成，且沿着所述组合纤维聚结器6内水流方向倾斜，所述波纹板与水平方向的夹角β为30°～60°。
进一步的，所述组合纤维聚结器6的纤维聚结器轻油相出口6-3包括一级轻油包6-3-1和二级轻油包6-3-2，所述纤维聚结器重油相出口6-4包括一级重油包6-4-1和二级重油包6-4-2，所述一级轻油包6-3-1和一级重油包6-4-1分别位于所述强化沉降模块6-7和二级强化聚结模块6-8之间的组合纤维聚结器6的顶部和底部，所述二级轻油包6-3-2和二级重油包6-4-2分别位于所述二级强化聚结模块6-8下游位置的组合纤维聚结器6的顶部和底部，用于根据进液的酚氨废水中的轻油相和重油相的含量选择是否同时开启两级油包，使得经所述组合纤维聚结器6处理后的净化水从所述纤维聚结器出水口6-2排出，轻油相从所述一级轻油包6-3-1和二级轻油包6-3-2排出，重油相从所述一级重油包6-4-1和二级重油包6-4-2排出。
利用所述脱气及轻重油分级处理的酚氨废水处理装置处理酚氨废水的方法，具体包括如下步骤：
(1)待处理的酚氨废水进入所述油气水三相分离器1中，经所述油气水三相分离器1预分离后的气相进入所述喷淋罐4，水相进入所述沉降罐3，轻油相收集后排入轻污油罐，重油相进入所述离心机2，固相脱除后自系统中分离；
(2)进入所述喷淋罐4的气相经淋洗液洗涤，去除所含的SOX后排出，淋洗液通入所述沉降罐3中；
(3)来自所述油气水三相分离器1的水相和喷淋罐4的淋洗液在所述沉降罐3中混合沉降，经所述离心泵7通入所述组合介质聚结器5，所含的气相通入所述喷淋罐4，重油相排出至重污油罐；
(4)所述离心机2固液分离后产生的污泥自系统中分离，重油相排出至所述重污油罐；
(5)进入所述组合介质聚结器5的水相经除悬、聚结后轻油相收集后排入所述轻污油罐，重油相排出至所述重污油罐，水相进入所述组合纤维聚结器6；
(6)进入所述组合纤维聚结器6的水相经深度除油后轻油相收集后排入所述轻污油罐，重油相排出至所述重污油罐，水相作为净化水排放或输送至其他工序。
进一步的，步骤(1)中所述油气水三相分离器1内部的截面流速为0.0005～0.1m/s。
进一步的，为了提高处理效果，步骤(1)中所述油气水三相分离器1的旋流芯管模块1-7可根据实际处理量，将旋流芯管1-7-1并联；每根旋流芯管1-7-1的处理量设置为1-8m3/h。进入所述油气水三相分离器1的酚氨废水，借助所述螺旋状造旋器1-7-6以旋流的方式进入所述旋流芯管1-7-1中，在离心力的作用下对酚氨废水的固液气三相分离，经所述旋流主管1-7-2旋流后进入所述旋流支管1-7-3二次旋流；通过所述旋流主管1-7-2，对于当量直径大于15μm的气泡的分离效率不低于80％，当量直径大于20μm的油滴的分离效率不低于70％，当量直径大于20μm的固体颗粒的分离效率不低于90％；通过所述旋流支管1-7-3，对于当量直径大于10μm的气泡的分离效率不低于90％，当量直径大于15μm的油滴的分离效率不低于85％，当量直径大于10μm的固体颗粒的分离效率不低于90％。
进一步的，步骤(2)中所述喷淋罐4内的气体经淋洗液洗涤后，SOX的去除效率不低于80％。
进一步的，步骤(4)中经所述离心机2离心后产生的重油相的含固量不大于5％，污泥中的含液量不大于10％。
进一步的，步骤(5)中所述组合介质聚结器5根据酚氨废水的处理量可采用多台并联使用；所述组合介质聚结器5通过多介质组合的异性介质聚结过滤模块5-7，对于当量直径大于300μm的悬浮固体可完全脱除，对于当量直径大于1μm的悬浮固体脱除效率不低于90％；对于当量直径大于15μm的分散态油滴的脱除效率不低于95％，对于当量直径大于5μm的乳化油滴的脱除效率不低于50％。
进一步的，步骤(5)中所述组合介质聚结器5的异性介质聚结过滤模块5-7两端的压降大于0.05Mpa时，可进行气、水联合反洗操作，以释放出介质聚结床层中拦截积累的悬浮物。结合图7所示，如有多台组合介质聚结器5，在反洗时采用逐台反洗方式，将需要反洗的组合介质聚结器5的进口管线通过人工或自动切换至反洗管线，具体的，所述反洗气进口5-8连通外接氮气，截面流速为0.005～0.03m/s，所述反洗水进口5-9连通所述组合纤维聚结器6的纤维聚结器出水口6-2，截面流速为0.005～0.02m/s，反洗时间为5-30min，反洗后的反洗水从所述介质聚结器轻油相出口5-2排出，反洗气从所述介质聚结器排气口5-12排出。
进一步的，步骤(6)中所述组合纤维聚结器6的一级强化聚结模块6-6的压降小于0.08Mpa；所述二级强化聚结模块6-8的压降小于0.3Mpa。
进一步的，步骤(6)中所述组合纤维聚结器6通过强化聚结模块中不同表面润湿性纤维的作用，使得水相中当量直径大于5μm的乳化态油滴在纤维表面发生聚结，从而使得当量直径大于5μm的乳化态油滴的脱除效率不低于80％。
进一步的，步骤(6)中所述组合纤维聚结器6设置有两级轻油包和两级重油包，可根据所处理酚氨废水中轻油相及重油相的含量选择是否同时开启两级油包，具体的，当所述组合纤维聚结器6进口油含量大于5000mg/L时，同时开启两级油包的排油口进行排油，当进口油含量小于5000mg/L时，则只开启二级油包的排油口进行排油。
实施例2
针对现有某化工厂处理酚氨废水所存在的工艺流程长，处理时间长，出口水质不达标等问题。所述化工厂的酚氨废水流量为300m3/h，成分复杂，其中总酚含量为6000mg/L，氨氮含量大于8000mg/L，油含量为8500mg/L，其中油相成分复杂，包含轻油及重油，固体悬浮物含量大于1000mg/L，pH为9，并且包含大量溶解性气体。
采用实施例1所述的脱气及轻重油分级深度处理的酚氨废水处理工艺对所述酚氨废水进行深度高效处理，使处理后净化水中油含量小于300mg/L，固体悬浮物含量小于100mg/L。具体处理工艺包括如下流程：
(1)待处理的酚氨废水进入所述油气水三相分离器1中的旋流芯管模块1-7，本实施例采用40根旋流芯管1-7-1并联使用，最大处理量为320m3/h；
酚氨废水在所述螺旋状造旋器1-7-6的作用下以旋流的方式进入所述旋流芯管1-7-1的旋流主管1-7-2中，大气泡携带大粒径的轻相油滴快速集中于旋流主管1-7-2中心生成气芯从顶部分离排出，大粒径固体颗粒携带大粒径的重相油滴在旋流作用下快速集中于旋流主管1-7-2的壁面从底部分离排出，脱去大部分大粒径颗粒和气泡的酚氨废水进入所述旋流支管1-7-3进一步旋流脱气脱固，气体和轻油相从旋流芯管模块1-7的顶部排出并聚集上浮，重油相和固体颗粒从底部排出并下沉；
经所述旋流芯管模块1-7处理后的酚氨废水经过所述沉降模块1-8，其中波纹板或平板与水平方向的夹角α为45°，所述沉降模块1-8可阻挡不低于80％的固体颗粒，且可使不少于80％的重油从水相中脱离；
经所述油气水三相分离器1预分离后的气相经所述丝网除沫器1-11除沫后从所述气相出口1-3输送至所述喷淋罐4；水相从所述水相出口1-6通入所述沉降罐3；轻油相经所述收油槽1-9-1收集于所述轻油收集模块1-9中，并通过所述轻油相出口1-2排出；重油相从所述重油出口1-5进入所述离心机2；固相从所述固相出口1-4脱除后自系统中分离。
经检测，通过油气水三相分离器1处理后(所述水相出口1-6处)的酚氨废水中油含量为7000mg/L，悬浮固体含量为600mg/L，脱气效率大于99％。
(2)进入所述喷淋罐4的气相经淋洗液洗涤，去除所含的SOX后排出至瓦斯处理系统进一步处理，淋洗后的淋洗液通入所述沉降罐3中；
(3)来自所述油气水三相分离器1的水相和喷淋罐4的淋洗液在所述沉降罐3中混合缓冲后，重油相进一步沉降排出；所含的气相进一步上升，通入所述喷淋罐4；水相经所述离心泵7通入所述组合介质聚结器5；
(4)所述离心机2离心后分离出的重油相排出收集；分离出的固相作为污泥排出；经检测，所述离心机2所排出的重油中含水量通常低于80mg/L；
(5)酚氨废水经过所述沉降罐3缓冲沉降后进入所述组合介质聚结器5，本实施例为满足处理要求，设置四台组合介质聚结器5，单台处理量为100m3/h，在实际运行过程中三台并联运行，保持三开一备；
进入所述组合介质聚结器5的水相经所述液体分布器5-5进行粗分布，然后通过所述液体整流器5-6进行整流，稳定流动状态；整流后的废水依次经过所述一级介质聚结床层5-7-1和二级介质聚结床层5-7-2，颗粒悬浮物被拦截在介质床层表面，实现对酚氨废水的除悬，同时在不同性质介质的作用下，酚氨废水内部的乳化油滴被介质捕获，聚并最终形成分散态油滴；所形成的分散态油滴在自身重力及浮力的共同作用下，实现轻油相上浮并从所述介质聚结器轻油相出口5-2排出；重油相下沉并从所述介质聚结器重油相出口5-4排出；净化水则从所述介质聚结器出水口5-3排出，并输送至组合纤维聚结器6。
经检测，通过所述组合介质聚结器5处理后(所述介质聚结器出水口5-3处)的酚氨废水的油含量不超过800mg/L，悬浮固体含量不超过80mg/L。
(6)所述组合纤维聚结器6的处理量为300m3/h，进入所述组合纤维聚结器6的酚氨废水经所述进口分布器6-5实现均匀分布；并依次通过一级强化聚结模块6-6、强化沉降模块6-7和二级强化聚结模块6-8；在强化聚结模块的不同表面润湿性纤维的作用下，乳化油滴在亲油纤维表面粘附聚并，最终形成油膜，从乳化态转变为游离态，同时由于纤维编织的密度较大，大量悬浮颗粒物被截留在纤维床层内部；通过所述强化沉降模块6-7的大油滴在亲油性波纹板表面进一步聚并，轻油相进一步上浮，重油相进一步下沉；
其中，所述一级强化聚结模块6-6的体积比表面积为12000m2/m3、空隙率为0.75、模块深度为600mm，纤维编织方式采用Ω型纤维编织方法，亲油疏水纤维和亲水疏油纤维的比例为3:5；所述强化沉降模块6-7的波纹板与水平方向的夹角β为60°，模块深度为1000mm；所述二级强化聚结模块6-8的体积比表面积为22000m2/m3、空隙率为0.70、模块深度为600mm，纤维编织方式采用Ω型纤维编织方法，亲油疏水纤维和亲水疏油纤维的比例为2:3；
经所述组合纤维聚结器6处理后的水相作为净化水从所述纤维聚结器出水口6-2排出；由于所述组合纤维聚结器6进液的含油量低于5000mg/L，轻油相从所述二级轻油包6-3-2排出，重油相从所述二级重油包6-4-2输送至重污油罐；
经检测，通过组合纤维聚结器6处理后(所述纤维聚结器出水口6-2处)的净化水中油含量不超过200mg/L，悬浮固体含量不超过40mg/L，并且50μm以上固体悬浮物可实现100％去除。
本实施例中各阶段酚氨废水的处理结果如表1所示，另外，各阶段排出的轻油相中水含量低于150mg/L，重油相中水含量低于200mg/L。
表1
进一步的，当所述组合介质聚结器5的异性介质聚结过滤模块5-7两端的压降大于0.05Mpa时，可进行气、水联合反洗操作，反洗结束后切断反洗水及反洗气，等待另外三台工作中的组合介质聚结器5中的一台进入反洗周期后重新替代其切换至正常处理流程。

Claims (8)

1.一种脱气及轻重油分级处理的酚氨废水处理装置，其特征在于，所述酚氨废水处理装置包括油气水三相分离器、组合介质聚结器和组合纤维聚结器，其中：
所述油气水三相分离器的一端设有酚氨废水进口，顶部设有轻油相出口和气相出口，底部依次设有固相出口、重油相出口和水相出口，内部依次设有旋流芯管模块、沉降模块、轻油收集模块和挡流板；
所述组合介质聚结器上设有介质聚结器进水口，通过沉降罐与所述水相出口相连，顶部设有介质聚结器轻油相出口，下部设有介质聚结器出水口，底部设有介质聚结器重油相出口，内部从上至下依次设有液体分布器，液体整流器和异性介质聚结过滤模块；
所述组合纤维聚结器的一端设有纤维聚结器进水口，与所述介质聚结器出水口相连，另一端设有纤维聚结器出水口，顶部设有纤维聚结器轻油相出口，底部设有纤维聚结器重油相出口，内部从所述纤维聚结器进水口的一端起，依次设有进口分布器、一级强化聚结模块、强化沉降模块和二级强化聚结模块；
所述旋流芯管模块包括数根旋流芯管，所述旋流芯管包括一根旋流主管和数根围绕所 述旋流主管周向布置的旋流支管，所述旋流主管与所述旋流支管间设置连通管；所述旋流 主管的底端设有旋流芯管入口，所述旋流芯管入口设置螺旋状造旋器；所述旋流主管的直 径为D2，10mm ≤ D2 ≤ 100mm，高度为H5，200mm ≤ H5 ≤ 800mm；所述旋流支管的直径为 D3，，高度为H4，1/4H5 ≤ H4 ≤ 4/5H5；
所述油气水三相分离器的切向长度为L，直径为D；
所述沉降模块位于所述固相出口的下游位置，由多块平行叠加设置的波纹板或平板组成，所述波纹板或平板与水平方向的夹角α为30°~60°，所述沉降模块的长度为L1，1/8L ≤L1 ≤ 1/4L，高度为H1，1/5D ≤ H1 ≤ 4/5D；
所述轻油收集模块上部设置一收油槽，所述收油槽的进油口与所述油气水三相分离器的顶部的距离为H3，1/15D ≤ H3 ≤ 1/10D，所述轻油收集模块的高度为H2，2/5D ≤ H2 ≤4/5D，长度为L2，1/10L ≤ L2 ≤ 1/8L。
2.根据权利要求1所述的酚氨废水处理装置，其特征在于，所述重油相出口连接一离心机，用于分离重油相中的颗粒物；所述气相出口连接一喷淋罐，用于洗涤去除气相中的SOx。
3.根据权利要求1所述的酚氨废水处理装置，其特征在于，所述异性介质聚结过滤模块包括两级或两级以上由不同形貌或亲疏水性介质填充的介质聚结床层，所述介质聚结床层之间的堆叠方式为互不接触式模块化堆叠或直接接触式堆叠；所述介质聚结床层中填充的介质包括颗粒类介质和纤维类介质，其中颗粒类介质为粒径为0.2~5mm的球形或异形颗粒，纤维类介质为直径为50~300μm的纤维丝；所述介质聚结床层的填充高度为0.5~2m，填充密度为30%~90%。
4.根据权利要求1所述的酚氨废水处理装置，其特征在于，所述一级强化聚结模块和二级强化聚结模块为亲油疏水纤维和亲水疏油纤维以2:3~1:7的比例编织而成；
所述一级强化聚结模块的体积比表面积为7000~15000m2/m3，空隙率为0.75~0.85，模块深度为200~600mm；所述二级强化聚结模块的体积比表面积为20000~24000m2/m3，空隙率为0.69~0.71，模块深度为200~600mm。
5.一种脱气及轻重油分级处理的酚氨废水处理工艺，其特征在于，所述处理工艺采用权利要求1~4中任一项所述的酚氨废水处理装置，包括以下步骤：
（1）待处理的酚氨废水进入所述油气水三相分离器中，经所述旋流芯管模块旋流，在离心力的作用下实现轻重相分离，并通过所述沉降模块沉降后，实现酚氨废水中气相、轻油相、重油相和固相的分离，分离后的水相进入所述沉降罐沉降后通入所述组合介质聚结器中；
（2）进入所述组合介质聚结器的水相经所述异性介质聚结过滤模块除悬、聚结后，轻油相、重油相分别上浮、下沉排出，水相通入所述组合纤维聚结器；
（3）进入所述组合纤维聚结器的水相经所述一级强化聚结模块、强化沉降模块和二级强化聚结模块深度除油后轻油相、重油相分别上浮、下沉排出，水相排放或输送至其他工序。
6.根据权利要求5所述的酚氨废水处理工艺，其特征在于，所述油气水三相分离器中的截面流速为0.0005 ~0.1m/s；所述旋流芯管模块根据实际处理量，将所述旋流芯管并联，每根旋流芯管的处理量为1-8m3/h。
7.根据权利要求5所述的酚氨废水处理工艺，其特征在于，所述组合介质聚结器的异性介质聚结过滤模块下方设置反洗装置，所述反洗装置包括反洗气进口、反洗水进口和与所述反洗水进口连通的反洗水分布器；
当所述异性介质聚结过滤模块两端的压降大于0.05Mpa时，所述反洗气进口连通外接氮气，截面流速为0.005~0.03m/s，所述反洗水进口连通所述组合纤维聚结器的纤维聚结器出水口，截面流速为0.005~0.02m/s，反洗时间为5-30min。
8.根据权利要求5所述的酚氨废水处理工艺，其特征在于，所述组合纤维聚结器的纤维聚结器轻油相出口包括一级轻油包和二级轻油包，所述纤维聚结器重油相出口包括一级重油包和二级重油包，当所述组合纤维聚结器的进水中油含量大于5000mg/L时，同时开启两级油包进行排油，当进口油含量小于5000mg/L时，则只开启所述二级轻油包和二级重油包进行排油。
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